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例題精講 · 第 00702 題 · 先把吸光度換成濃度,再進三段物料衡算

以自編示意 Fe³⁺ + SCN⁻ ⇌ FeSCN²⁺ 體系為材料,由 A=εbc 求平衡濃度,再用初始濃度減去平衡濃度求 K,並回代吸光度誤讀造成的 K 偏差。

00702題號全 1000 篇 · 第 第117輪 / 第117冊 輪
方向化學·電化學與工藝流程六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 化學電化學與工藝流程

一、考點定位與做題順序

分光光度法測的是有色物種的濃度,K 還要靠物料衡算才算得出來。兩步混成一步,是這類題最常見的錯。

自編示意:初始 c(Fe³⁺) = c(SCN⁻) = 1.000×10⁻³ mol/L,標準工作曲線斜率 εb = 400 L/mol,平衡時測得 A = 0.240;數值與體系均為自編示意,不代表真實物質常數。

二、逐題精講

題1

題1 求平衡濃度與 K,並寫出三段物料衡算。

解析

由 A = εbc 得 c(FeSCN²⁺) = 0.240/400 = 6.000×10⁻⁴ mol/L。按 1:1 消耗,平衡 c(Fe³⁺) = c(SCN⁻) = 10.000×10⁻⁴ − 6.000×10⁻⁴ = 4.000×10⁻⁴ mol/L。K = c(FeSCN²⁺)/(c(Fe³⁺)·c(SCN⁻)) = 6.000×10⁻⁴/(4.000×10⁻⁴)² = 3750 L/mol。核對:生成物濃度 6.000×10⁻⁴ 與兩種反應物各減少 6.000×10⁻⁴ 三者相等,物料閉合。

答案 c(FeSCN²⁺)=6.000×10⁻⁴;剩餘各 4.000×10⁻⁴ mol/L;K=3750 L/mol。

採分點 朗伯比爾定律 1 分、平衡濃度 1 分、三段衡算 1 分、K 值 1 分、閉合核對 1 分。

易錯點 把吸光度 A 直接代進 K 的分子,量綱和數值都不對。

題2

題2 若把 A 誤讀成 0.300,K 會變成多少?為什麼偏差被放大這麼多?

解析

誤讀後 c′ = 0.300/400 = 7.500×10⁻⁴ mol/L,剩餘各 2.500×10⁻⁴,K′ = 7.500×10⁻⁴/(2.500×10⁻⁴)² = 12000 L/mol,相對偏差 = (12000−3750)/3750 = 220.0%。放大來自分母是「兩個剩餘濃度的乘積」:吸光度只變了 25.0%,剩餘濃度卻從 4.000 降到 2.500,平方後分母降到原來的 39.1%,K 因此翻了三倍多。這類非線性放大不能靠多測幾次吸光度抵消,必須核對基線扣除與比色皿配對。

答案 K′ = 12000 L/mol;偏高 220.0%。

採分點 誤讀濃度 1 分、剩餘濃度 1 分、K′ 1 分、偏差 1 分、非線性放大說明 1 分。

易錯點 把 K 的偏差寫成「和吸光度一樣是 25%」,忽略了分母的平方。

三、規律小結與對照表

量正確 A=0.240誤讀 A=0.300說明
c(FeSCN²⁺)/10⁻⁴6.0007.500A/400
剩餘各/10⁻⁴4.0002.50010.000−生成量
分母/10⁻⁸16.006.250兩剩餘濃度之積
K/(L·mol⁻¹)375012000分子/分母
相對偏差—220.0%分母平方放大

小結:吸光度先換濃度、再進衡算;K 的分母是乘積,讀數誤差會被非線性放大。

四、自測清單

  • 能用朗伯比爾定律求平衡濃度
  • 能做三段物料衡算
  • 能寫出 K 表達式並計算
  • 能回代誤讀吸光度的 K
  • 能解釋分母平方造成的放大
  • 能區分吸光度偏差與 K 偏差
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(化學):化學平衡、晶體結構、動力學、電解與定量分析相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(化學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招化學·分光光度法測平衡常數:工作曲線給的是濃度,不是 K
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